W 1888 roku austriacki botanik Friedrich Rheinitzer odkrył substancję o właściwościach ni to cieczy, ni to ciała stałego. Nie mógł on jednak przypuszczać, że ta dziwna ciecz, nazwana ciekłym kryształem, ponad sto lat później zrobi zawrotną karierę w przemyśle komputerowym.
Pierwszy seryjnie produkowany wyświetlacz ciekłokrystaliczny ujrzał światło dzienne w 1973 roku, gdy firma Sharp rozpoczęła sprzedaż kalkulatora EL-8025. Od tego czasu minęło prawie trzydzieści lat, a zasadnicza konstrukcja ciekłokrystalicznego ekranu nie uległa zmianie. Warto na samym początku zaznaczyć, że źródłem światła nie są, jak się błędnie wydaje znacznej grupie użytkowników, cząsteczki ciekłego kryształu, lecz zwykła lampa fluorescencyjna, no ale do rzeczy!
Wszystkie wyświetlacze LCD (Liquid Crystal Display) w podobny sposób wykorzystują zjawisko oddziaływania ciekłych kryształów na spolaryzowane światło (patrz: CHIP 1/2000, s. 99). Mówiąc obrazowo, aczkolwiek w niezbyt ścisły i bardzo nieprecyzyjny z punktu widzenia fizyki sposób, można przyjąć, że promień światła, przechodząc przez specjalny filtr polaryzacyjny (spotykany często w okularach przeciwsłonecznych), ulega “uporządkowaniu w ściśle określonym kierunku (płaszczyźnie)”, np. w pionie lub poziomie. Spolaryzowane światło, trafiając następnie na drugi filtr, jest albo wytłumiane (gdy osie polaryzacji obu filtrów są skrzyżowane), albo przechodzi przez niego bez przeszkód (obie płaszczyzny polaryzacji są ustawione równolegle względem siebie). Tak też działają polaryzacyjne okulary przeciwsłoneczne dla kierowców – odbite od szosy promienie światła oślepiające szofera mają polaryzację równoległą, natomiast w okularach stosuje się filtry o prostopadłej płaszczyźnie polaryzacji, co w efekcie całkowicie wytłumia niepożądane refleksy. No dobrze, ale co z ciekłym kryształem?
Otóż składająca się z “pałeczkowatych” cząsteczek substancja ciekłokrystaliczna jest przełącznikiem zmieniającym “w locie” polaryzację padającego na nią światła. Ów przełącznik ma właśnie za zadanie odpowiednio przekształcić (skręcić) początkową płaszczyznę polaryzacji światła (lub pozostawić ją bez zmian), zanim dotrze ono do drugiego filtra, tak aby na wyjściu monitora LCD można było obserwować świecące z różną intensywnością punkty (piksele).
Aby “pałeczkowate” cząsteczki ciekłego kryształu “były zdolne” do skręcania polaryzacji światła, muszą zostać najpierw w procesie produkcyjnym odpowiednio przygotowane – zorientowane w przestrzeni. Substancję ciekłokrystaliczną umieszcza się w kilku milionach pojedynczych, niezależnych komórek, tworzących łącznie matrycę pikseli np. o rozmiarach 1024×768 punktów. Wewnątrz każdej komórki długie “pałeczkowate” molekuły muszą zostać odpowiednio ułożone. Do tego celu służą tzw. warstwy orientujące. W zależności od typu wyświetlacza LCD i technologii jego wykonania wymuszają one albo równoległe, albo prostopadłe w stosunku do płaszczyzny ekranu położenie cząsteczek.
| Info
Grupy dyskusyjne Internet |
